[发明专利]基于椭球腔面的光纤微腔、激光器及光纤制备方法

说明书

本公开提供一种基于椭球腔面的光纤微腔、激光器及光纤制备方法，所述激光器包括：激光源，用于发出激光信号至第一光纤中；光纤微腔，由第二光纤端面与所述第一光纤端面共同构成，所述第一光纤端面和第二光纤端面至少有一光纤端面为椭球腔面；以及调节部，用于调节所述第一光纤和第二光纤之间的距离或旋转角度，实现最终输出激光信号劈裂程度可调。所述制备方法包括：步骤S1：根据要获得的劈裂程度确定椭球腔面的尺寸数据；步骤S2：根据椭球腔面的尺寸数确定加工所用的脉冲激光的间隔距离及数量；步骤S3：控制脉冲激光的脉冲间隔及强度，完成预定尺寸的椭球腔面的加工，镀膜后完成基于椭球腔面的光纤的制备。

技术领域

本公开涉及基础光学元件技术领域，尤其涉及一种基于椭球腔面的光纤微腔、激光器及光纤制备方法，其基于光纤法布里珀罗腔(FFPC)和激光加工技术，实现了一种可在较大范围偏振模式劈裂程度的微腔结构的激光器。

背景技术

光纤法布里珀罗腔(FFPC)由于结构可靠性高、受环境影响小、腔内模式体积小等优点，近些年来被广泛运用于量子信息研究，例如光子纠缠、原子分子物理、固态存储器等，以上研究都需要高精密度的光纤微腔支持。目前的研究中，为了提高微腔的性能，研究人员在消偏微腔方面做了不少工作，并且因此在量子电动力学(CQED)领域取得了一些成果，但对偏振劈裂的微腔的研究却没有很深入的研究。目前，大多数量子信息研究都基于自旋编码的量子力学系统，尤其是长相干时间的原子核自旋能级编码，为了有效的制备和控制自旋状态，对偏振劈裂微腔的需求是存在的。例如在使用拉曼效应控制原子的超精细能级时，对劈裂程度的要求大约在GHz量级；并且由于不同原子的精细能级结构不同，若实验需要选取特定的能级，则需要我们能实现对腔劈裂程度的控制。

公开内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种基于椭球腔面的光纤微腔、激光器及光纤制备方法，以缓解现有技术中难以通过脉冲激光精细加工光纤端面、且有效控制腔劈裂程度等技术问题。

(二)技术方案

在本公开的一个方面，提供一种基于椭球腔面的光纤微腔，由第一光纤端面与第二光纤端面共同构成，所述第一光纤和第二光纤同轴设置；所述第一光纤端面和/或第二光纤端面为凹椭球腔面。

在本公开实施例中，根据权利要求1所述的基于椭球腔面的光纤微腔，所述第一光纤端面和第二光纤端面的间距为光纤微腔的腔长，腔长在1-1000μm。

在本公开实施例中，所述凹椭球腔面的典型深度为0.1至20微米。

在本公开实施例中，所述凹椭球腔面横截面的长轴与短轴的曲率半径比值的典型值在1.1至10之间。

在本公开实施例中，所述第一光纤端面和第二光纤端面镀有高反膜；镀膜后对激光反射率的典型值高于99％。

在本公开的另一方面，提供一种基于椭球腔面的光纤微腔的激光器，包括：

激光源，用于发出激光信号至第一光纤中；

以上任一项所述的光纤微腔；由第二光纤端面与所述第一光纤端面共同构成，所述第一光纤端面和/或第二光纤端面为凹椭球腔面；以及

调节部，用于调节所述第一光纤和第二光纤之间的距离或旋转角度，实现最终输出激光信号劈裂程度可调。

在本公开的又一方面，提供一种基于椭球腔面的光纤的制备方法，用于制备具有以上任一项所述光纤微腔的光纤，所述基于椭球腔面的光纤的制备方法，包括：

步骤S1：根据要获得的劈裂程度确定椭球腔面的尺寸数据；

步骤S2：根据椭球腔面的尺寸数确定加工所用的脉冲激光的间隔距离及数量；以及